CN102069103A - 一种镁合金毛细管的塑性加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其将镁合金铸造坯料加热至100～300℃，预热棒材挤压模具至300～450℃，进行挤压,挤压比10～25,挤压速度20～30mm/s；将退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯；将管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为100～300℃，挤压比为16～64，挤压模冲头速度为20～30mm/s，得到壁厚为0.1～0.5mm，长度为300～1000mm的毛细管；而后进行去应力退火处理，得到镁合金毛细管。本发明工艺简单，成本低，加工效率高，制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁厚度均匀，平直度理想，其组织均匀并且力学性能较高，可用于制作血管内支架。

Description

一种镁合金毛细管的塑性加工方法
技术领域
本发明涉及一种金属毛细管的塑性加工方法，具体地说是一种镁合金毛细管的塑性加工方法。加工的镁合金毛细管可用于制作生物可降解血管内支架。
背景技术
我们知道，镁合金由于具有良好的生物相容性、可降解性和优良的机械性能，正逐渐成为主流的可降解医用冠脉支架材料并得到国家重视及支持。2009年3月，德国Biotronik公司率先推出了生物可吸收金属镁支架，I期临床实验效果肯定，目前正在进行较大规模临床试验。而国内目前开展此项临床最大的障碍就是高强韧镁合金薄壁毛细管的成形。支架用镁合金细管目前主要采用精密机械加工如线切割等方法制备，不仅制备材料长度有限、壁厚不均匀、平直度差，而且性能低，极难进行激光雕刻和弯折成临床医用的冠脉支架；最重要的是对壁厚0.1～0.2mm，外径1.0～3.0mm，长度超过300mm的镁合金毛细管类材料的制备却陷入困境。西北有色金属研究院于振涛等对镁合金管坯进行多道次温态空芯拉拔或带芯拉拔，得到外径小于Φ6mm镁合金薄壁管。沈阳工业大学于宝义等对镁合金管坯进行多道次拉拔，得到外径小于Φ10mm的镁合金薄壁管。上述专利尽管较为详尽地描述了成形工艺，但是对于工艺本身对镁合金组织及材料最终使用性能的影响则涉及不多。该工艺存在拉拔道次多，材料表面氧化，表面质量差，易出现断管现象等不足；不易控制壁厚，管壁不均匀，平直度也不够理想；材料强韧性较低，这在后续激光雕刻加工时容易碎裂或弯折时断裂，致使产品报废；尤为关键的是，该技术难以制备出大长细比高强韧镁合金毛细管，无法进行后续加工成临床用镁合金血管内支架。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中镁合金毛细管强度低、塑性差、管壁不均匀，平直度不够理想的不足，提供一种工艺简单，成本低，加工效率高，制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁均匀，平直度理想的镁合金毛细管的塑性加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其特征在于包括以下步骤：（1）首先将AZ31镁合金铸造坯料加热至100～300℃，保温0.5～1小时，预热棒材挤压模具至300～450℃，而后将AZ31镁合金铸造坯料放入棒材挤压模具中进行挤压，挤压比10～25，挤压速度20～30mm/s，得到Φ10.4～Φ16镁合金棒材；（2）将挤压得到的镁合金棒材于220～420℃范围内进行0.5～2小时的退火处理；（3）将上述退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯，作为挤压毛细管用毛坯；（4）将上述步骤（3）中管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为100～300℃，挤压比为16～64，挤压模冲头速度为20～30mm/s的条件下进行挤压，得到外径尺寸为Φ2～Φ4mm，壁厚为0.1～0.5mm，长度为300～1000mm的毛细管；（5）将上述步骤（4）中的毛细管于220～420℃范围内进行0.5～2小时的去应力退火处理，得到镁合金毛细管。
本发明采用上述工艺步骤，可以一次成形加工镁合金毛细管，对照现有技术，本发明工艺简单，成本低，加工效率高，加工制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁厚度均匀，平直度理想，其组织均匀并且力学性能较高，室温抗拉强度为190～290MPa，屈服强度120～180MPa，伸长率：25～32%；最重要的是得到的镁合金毛细管长细比大，如外径尺寸Φ2～Φ4mm，壁厚0.1～0.5mm，长度为300～1000 mm，后续加工、弯折方便。本发明制作的镁合金毛细管在惰性气体保护下，通过激光雕刻加工出出表面质量及尺寸精度高的医用可降解镁合金毛细管内支架坯料，用丙酮和无水乙醇的混合溶液对支架坯料进行超声振荡清洗，抽真空封装，制作得到生物可降解血管内支架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其包括以下步骤：（1）首先选用铸造纯度大于99.99%的AZ31镁合金坯料，将Φ52×50mm的AZ31镁合金铸造坯料放入炉中加热至100℃，保温0.5小时，预热棒材挤压模具至450℃，而后将AZ31镁合金铸造坯料放入棒材挤压模具中进行挤压，挤压比10.6，挤压速度20mm/s，得到Φ16的镁合金挤压棒材。挤压过程中为了减小摩擦，挤压模具的凹模内孔采取油基石墨润滑。（2）将挤压得到的镁合金棒材于220℃范围内进行2小时的退火处理；（3）将上述退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯，作为挤压毛细管用毛坯；（4）将上述步骤（3）中管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为300℃，挤压比为16，挤压模冲头速度为30mm/s的条件下进行挤压，得到外径尺寸为Φ4mm，壁厚为0.5mm，长度为300 mm的毛细管；（5）将上述步骤（4）中的毛细管于220℃范围内进行2小时的去应力退火处理，得到镁合金毛细管。
本发明工艺简单，成本低，加工效率高，加工制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁厚度均匀，平直度理想，效率高，其组织均匀并且力学性能较高，室温抗拉强度为190～290MPa，屈服强度120～180MPa，伸长率：25～32%。可用来制作医用可降解镁合金毛细管内支架。
实施例2：一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其包括以下步骤：（1）首先选用铸造纯度大于99.99%的AZ31镁合金坯料，将Φ52×50mm的AZ31镁合金铸造坯料放入炉中加热至200℃，保温0.8小时，预热棒材挤压模具至350℃，而后将AZ31镁合金铸造坯料放入棒材挤压模具中进行挤压，挤压比16，挤压速度26mm/s，得到Φ13的镁合金挤压棒材。挤压过程中为了减小摩擦，挤压模具的凹模内孔采取油基石墨润滑。（2）将挤压得到的镁合金棒材于300℃范围内进行1小时的退火处理；（3）将上述退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯，作为挤压毛细管用毛坯；（4）将上述步骤（3）中管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为200℃，挤压比为28，挤压模冲头速度为26mm/s的条件下进行挤压，得到外径尺寸为Φ3mm，壁厚为0.2mm，长度为700 mm的毛细管；（5）将上述步骤（4）中的毛细管于300℃范围内进行1小时的去应力退火处理，得到镁合金毛细管。
本实施例加工制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁厚度均匀，平直度理想，效率高，其组织均匀并且力学性能较高，室温抗拉强度为190～290MPa，屈服强度120～180MPa，伸长率：25～32%。可用来制作医用可降解镁合金毛细管内支架。
实施例3：一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其包括以下步骤：（1）首先将Φ52×50mm的AZ31镁合金铸造坯料放入炉中加热至300℃，保温1小时，预热棒材挤压模具至300℃，而后将AZ31镁合金铸造坯料放入棒材挤压模具中进行挤压，挤压比25，挤压速度30mm/s，得到Φ10.4的镁合金挤压棒材。挤压过程中为了减小摩擦，挤压模具的凹模内孔采取油基石墨润滑。（2）将挤压得到的镁合金棒材于420℃范围内进行0.5小时的退火处理；（3）将上述退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯，作为挤压毛细管用毛坯；（4）将上述步骤（3）中管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为100℃，挤压比为64，挤压模冲头速度为30mm/s的条件下进行挤压，得到外径尺寸为Φ2mm，壁厚为0.1mm，长度为1000 mm的毛细管；（5）将上述步骤（4）中的毛细管于420℃范围内进行0.5小时的去应力退火处理，得到镁合金毛细管。
本实施例加工制作的镁合金毛细管表面质量好，管壁厚度均匀，平直度理想，效率高，其组织均匀并且力学性能较高，室温抗拉强度为190～290MPa，屈服强度120～180MPa，伸长率：25～32%。可用来制作医用可降解镁合金毛细管内支架。 

Claims (2)

1.一种镁合金毛细管的塑性加工方法，其特征在于包括以下步骤：（1）首先将AZ31镁合金铸造坯料加热至100～300℃，保温0.5～1小时，预热棒材挤压模具至300～450℃，而后将AZ31镁合金铸造坯料放入棒材挤压模具中进行挤压，挤压比10～25，挤压速度20～30mm/s，得到Φ10.4～Φ16镁合金棒材；（2）将挤压得到的镁合金棒材于220～420℃范围内进行0.5～2小时的退火处理；（3）将上述退火后镁合金棒材截取10～50mm长加工成管坯，作为挤压毛细管用毛坯；（4）将上述步骤（3）中管坯放入分流挤压模具中进行挤压，挤压温度为100～300℃，挤压比为16～64，挤压模冲头速度为20～30mm/s的条件下进行挤压，得到外径尺寸为Φ2～Φ4mm，壁厚为0.1～0.5mm，长度为300～1000mm的毛细管；（5）将上述步骤（4）中的毛细管于200～420℃范围内进行0.5～2小时的去应力退火处理，得到镁合金毛细管。
2.根据权利要求1所述的镁合金毛细管的塑性加工方法，其特征在于所述步骤（1）中挤压模具的凹模内孔采取油基石墨润滑。
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